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MEMORIAS SEMANA DE LA FACULTAD
DE ARQUITECTURA E INGENIERÍA 6a Muestra de producciones académicas e investigativas de los programas de
Construcciones Civiles, Ingeniería Ambiental, Arquitectura y Tecnología en Delineantes de Arquitectura e Ingeniería Y Construcción Sostenible
03 al 11 de Noviembre de 2015
Memorias Semana de la FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERÍA
Edición en Línea. ISSN 2357-5921 Volumen 3 - No 2-2015 Publicación Semestral
Facultad de Arquitectura e Ingeniería – 03 al 09 de Noviembre- Medellín- Antioquia - Colombia
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ANALISIS TÉCNICO EN LA CONSTRUCCIÓN
DE PAVIMENTOS FLEXIBLES CON
RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y
DEMOLICIÓN (RCD´s) PROVENIENTES DEL
CONCRETO
JHON DARIO ARENAS GUISAO.
JUAN DAVID OSSA ECHEVERRI.
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad uno de los grandes problemas que
existen en el área de la construcción, es la explotación
de recursos naturales no renovables y la no utilización de
muchos de los materiales que se obtienen después de
una demolición de una estructura, “en el Área
Metropolitana del Valle de Aburra se disponen RCD´s de
escombreras (4.600 t/día), de rellenos sanitarios legales
(2.400 t/día), bastante cuestionados y en cursos de agua
o zonas que no están acondicionadas para ello (3.400
t/día), de lo cual solo se aprovecha 1.000 t/día.” (MEJIA
& MARTINEZ, 2013).
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ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
La investigación tiene un enfoque
Cuantitativo, que busca analizar el
comportamiento de los agregados
normalmente utilizados en el proceso
constructivo de pavimentos flexibles,
contra el comportamiento de este mismo
proceso con agregados provenientes de
RCD´s de concreto, a partir de ensayos
de laboratorio que permita realizar
análisis comparativos.
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HIPÓTESIS
•Los pavimentos flexibles elaborados con agregados gruesos y finos provenientes de los RCD´s de concreto tiene el mismo comportamiento técnico que los elaborados con materiales tradicionales.
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OBTENCIÓN DEL MATERIAL
Agregado RCD´s de concreto:
Material recuperado de cilindros de
concreto de ensayos del laboratorio
dispuestos la Institución Universitaria
Colegio Mayor de Antioquia (dirección:
Carrera 78 # 65 – 46 y de la
escombrera la Iguana
Agregado natural: Se obtuvo
de Canteras de Colombia
ubicada en la carrera 42 B 26-
200
maps.google.es http://es.wikipedia.org/wiki/Colegio_Mayor_de_Antioquia
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OBJETIVO GENERAL
Evaluar la viabilidad técnica de la utilización de los RCD´s
provenientes del concreto, en los pavimentos flexibles.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1) Caracterizar los agregados provenientes de los RCD´s de
concreto.
2) Determinar los diseños de mezclas para la elaboración de
pavimentos flexibles con RCD´s provenientes del concreto y de
agregado natural.
3) Determinar la resistencia de carga diametral y densidad de los
pavimentos flexibles elaborados con agregados provenientes de
los RCD´s de concreto.
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CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL
PORCENTAJE DE HUMEDAD
NTC E-148
ÍTEM
RCD´s
NATURAL
Peso Seco 752 752
Peso
Húmedo 784 770
%
humedad 4,1 2,3
COLORIMETRIA NTC E-151
# Descripción del color
1 Amarillo claro.
2 Amarillo fuerte
3 Marrón anaranjado
(color base). L. M
4 Anaranjado rojizo.
5 Anaranjado obscuro.
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CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL
GRANULOMETRIA
TABLA DE PORCENTAJES QUE PASAN MALLAS
AGREGADOS FINOS SEGÚN NTC 127
Malla
Limite
Superior
Limite
Inferior
% Que Pasa
RCD´s
% Que
Pasa
Natural
# 4 100% 100% 100% 98%
#8 95% 95% 61% 96%
#16 100% 80% 35% 75%
#30 85% 50% 19% 55%
#50 60% 25% 11% 30%
#100 30% 10% 4% 15%
#200 10% 4% 0% 7%
Fondo 8% 2% 0% 5%
Tabla # 1 Recurso propio
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CURVA GRANULOMÉTRICA DE AGREGADOS
FINOS
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
1 2 3 4 5 6 7 8
Limite Superior
Limite Inferior
% Que Pasa RCD´s
% Que Pasa Natural
% que pasa
Tamices
CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL
Tabla # 2 Recurso propio
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CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL
TABLA DE PORCENTAJES QUE PASAN MALLAS AGREGADOS
GRUESOS
Malla
Limite
Superior
Limite
Inferior % Que Pasa RCD´s
% Que Pasa
Natural
1 1/2 100% 95% 100% 100%
1 85% 60% 61% 97%
3 4 70% 35% 36% 76%
1 2 50% 20% 19% 46%
3 8 30% 10% 11% 29%
#4 5% 0% 4% 7%
#8 2% 0% 0% 0%
#200 0% 0% 0% 0% Tabla # 3 Recurso propio
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CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL
CURVA GRANULOMÉTRICA DE AGREGADOS GRUESOS
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
1 2 3 4 5 6 7 8
Limite Superior
Limite Inferior
% Que Pasa RCD´s
% Que Pasa Natural
Tamices
% que pasa
Tabla # 4 Recurso propio
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MASAS UNITARIA SUELTAS Y COMPACTAS
SEGÚN NTC 98
Recurso propio
CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL
EQUILANTE DE ARENA DE AGREGADOS
FINOS RCD´s DE CONCRETO Y
AGREGADO NATURAL
SEGÚN LA NTC 249
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RESULTADOS
* % de humedad. En la determinación de porcentaje de humedad de los
agregados se concluye que el material RCD´s de concreto, contienen un mayor
porcentaje de humedad vs el material natural el cual presenta un menor
porcentaje, debido que el agregado natural es menos poroso y absorbe menos
humedad que los agregados provenientes de RCD´s de concreto.
* Colorimetría. Se concluye que tanto el agregado RCD´s proveniente del
concreto como el agregado natural, arrojaron una descripción de color menor a
tres, lo cual fue dos para los RCD´s y uno para el material natural; esto quiere
decir que con ambos se puede trabajar en la construcción de pavimentos
flexibles sin realizar un proceso de lavado.
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RESULTADOS
* Granulometría. Se concluye que los agregados naturales se acercan más a
lo requerido por las especificaciones estipuladas, debido que en las canteras
donde es procesado se tiene mayor control de su proceso de trituración.
Recurso propio
* Granulometría. De acuerdo a la curva granulométrica, se determina que el
material RCD,s de concreto y mucho más fino que el agregado natural.
* Masas unitarias sueltas y compactas. Tanto el agregado RCD´s de
concreto como el agregado natural, es mucho más denso compactado que sin
compactar.
* % Porcentaje de equivalente de arena. Los RCD´s de concreto presente un
mayor porcentaje de arena en comparación a los agregados naturales, ya que
se realizó un mayor proceso de trituración (trituración manual y mecanica).
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GC-FR-006 / Fecha Publicación: 25-08-2014 / Versión:001
DISEÑOS DE MEZCLAS DE AGREGADO RCD´s DE
CONCRETO Y AGREGADO NATURAL TABLAS GRANULOMETRICAS PARA EL DISEÑO DE MEZCLAS
Malla o
tamiz
Peso
retenido
% retenido
individual
3/4" Malla o
tamiz
Peso
retenido
% retenido
individual
3/4" 0 0
1/2" 1/2" 70 5
3/8" 3/8" 224 16
#4 #4 308 22
#10 #10 280 20
#40 #40 245 17,5
#80 #80 98 7
#200 #200 91 6,5
Fondo Fondo 84 6
Total Total 1400
% a establecer de asfalto
4% 6% 8% 10% 12%
Agregados 1344 1316 1288 1260 1232
Asfalto 56 84 112 140 168
Tabla # 5 Recurso propio
Tabla # 6 Recurso propio
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96% de agregado 94% de agregado
Malla o tamiz
Peso retenido
% retenido individual
Malla o tamiz
Peso retenido
% retenido individual
3/4" 0 0 3/4" 0 0
1/2" 67,2 5 1/2" 65,8 5
3/8" 215,04 16 3/8" 210,56 16
#4 295,68 22 #4 289,52 22
#10 268,8 20 #10 263,2 20
#40 235,2 17,5 #40 230,3 17,5
#80 94,08 7 #80 92,12 7
#200 87,36 6,5 #200 85,54 6,5
Fondo 80,64 6 Fondo 78,96 6
Total 1344 Total 1316 Tabla # 7 Recurso propio
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92% de agregado 90% de agregado
Malla o
tamiz
Peso
retenid
o
% retenido
individual
Malla o
tamiz
Peso
retenido
% retenido
individual
3/4" 0 0 3/4" 0 0
1/2" 64,4 5 1/2" 63 5
3/8" 206,08 16 3/8" 201,6 16
#4 283,36 22 #4 277,2 22
#10 257,6 20 #10 252 20
#40 225,4 17,5 #40 220,5 17,5
#80 90,16 7 #80 88,2 7
#200 83,72 6,5 #200 81,9 6,5
Fondo 77,28 6 Fondo 75,6 6
Total 1288 Total 1260 Tabla # 8 Recurso propio
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88% de agregado
Malla o tamiz
Peso
retenido
% retenido
individual
3/4" 0 0
1/2" 61,6 5
3/8" 197,12 16
#4 271,04 22
#10 246,4 20
#40 215,6 17,5
#80 86,24 7
#200 80,08 6,5
Fondo 73,92 6
Total 1232 Tabla # 9 Recurso propio
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DETERMINAR LA RESISTENCIA DE CARGA DIAMETRAL Y DENSIDAD
DE LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES ELABORADOS CON AGREGADOS
PROVENIENTES DE RCD´S DE CONCRETO.
Aplicando la norma de INV 748, con el fin de determinar qué tipo de
pavimento tiene mejor resistencia de carga diametral y la sobresaliente
densidad se realizaron 8 tablas comparativas, cuatro para estabilidad y
cuatro para densidad con diferentes diseños de mezclas:
100 agregado natural.
50% de agregado natural y 50% de agregado RCD´s de concreto.
25% de agregado natural y 75% de agregado RCD´s de concreto.
100% de agregado RCD´s de concreto.
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RESULTADOS DE LAS TABLAS DE ESTABILIDAD
305
310
315
320
325
330
335
340
345
350
355
0% 5% 10% 15%
Estabilidad
Estabilidad
Resistencia a la compresión lb
% de asfalto
Tabla # 10 Recurso propio
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RESULTADOS DE LAS TABLAS DE ESTABILIDAD
Resistencia a la compresión en lb
% de asfalto 460
470
480
490
500
510
520
530
540
0% 5% 10% 15%
Estabidad
Tabla # 11 Recurso propio
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RESULTADOS DE LAS TABLAS DE ESTABILIDAD
% de asfalto 400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14%
Estabilidad
Resistencia a la compresión en lb
Tabla # 12 Recurso propio
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695
700
705
710
715
720
725
0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14%
Estabilidad
Estabilidad
RESULTADOS DE LAS TABLAS DE ESTABILIDAD
Resistencia a la compresión en lb
% de asfalto
Tabla # 13 Recurso propio
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RESULTADOS DE LAS TABLAS DE DENSIDAD
2,3
2,31
2,32
2,33
2,34
2,35
2,36
2,37
0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14%
Densidad
% de asfalto
Tabla # 14 Recurso propio
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RESULTADOS DE LAS TABLAS DE DENSIDAD
2,3
2,31
2,32
2,33
2,34
2,35
2,36
2,37
2,38
2,39
0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14%
Series1
Densidad
% de asfalto Tabla # 15 Recurso propio
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RESULTADOS DE LAS TABLAS DE DENSIDAD
% de asfalto 2,2
2,25
2,3
2,35
2,4
2,45
0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14%
Series1
Densidad
Tabla # 16 Recurso propio
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RESULTADOS DE LAS TABLAS DE DENSIDAD
Densidad
% de asfalto 2,36
2,37
2,38
2,39
2,4
2,41
2,42
2,43
0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14%
Series1
Tabla # 17 Recurso propio
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RESULTADOS
.
• Según lo especificado en la norma de Invias E-748, se puede concluir que el proyecto es viable utilizando RCD´s de concreto, ya que arrojo mejor estabilidad de carga diametral y tuvo mejor densidad del material las briquetas realizadas con 100% de RCD´s de concreto. Lo anterior teniendo en cuenta lo detallado por la norma la cual especifica que entre mayor sea su resistencia a carga diametral es mejor el material para ser utilizado en pavimentos flexibles y entre mayor densidad queda mejor compactado.
• Los agregados RCD´s de concreto son más porosos que el agregado natural, por lo que necesitan mayor % de asfalto para adherirse.
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RESULTADOS
• El comportamiento del agregado natural al momento de realizar las briquetas de
ensayo poseen mayor índice de trabajabilidad que los agregados provenientes de
los RCD´s de concreto.
• A mayor cantidad de asfalto mejor compactación de las partículas, tanto para los
provenientes de los RCD´s como para los naturales.
• Los materiales con mayor porosidad tienden a tener mejor adherencia y
compactación, este es el caso del 100% de RCD´s de concreto.
* Los RCD´s de concreto, al ser un material proveniente del concreto resisten más
las cargas causadas por los flujos vehiculares
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• Los agregados RCD´s de concreto son más porosos que los agregados naturales.
• Un buen lavado del material dejara una mejor manejabilidad
del mismo. • Los agregados se comportan mejor sin combinar material
RCD´s de concreto con natural.
• Aunque los RCD´s de concreto adsorbe más asfalto se comportó mejor al realizar el ensayo a carga diametral.
CONCLUSIONES
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• No realizar muestras con menos de %8 de emulsión asfáltica. • Debido a que el material RCD´s de concreto es más poroso se
le podría agregar un uno 1% de emulsión asfáltica que él % que se esté utilizando para el agregado natural.
• Lavar los agregados antes de realizar ensayos con ellos.
• Realizar un buen tamizado de los RCD´s de concreto, para
determinar que características tiene el agregado.
RECOMENDACIONES
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Edición en Línea. ISSN 2357-5921 Volumen 3 - No 2-2015 Publicación Semestral
Memorias Semana de la FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERÍA
Facultad de Arquitectura e Ingeniería – 03 al 09 de Noviembre- Medellín- Antioquia - Colombia
Organizadora y Compiladora del Evento Olgalicia Palmett Plata
Noviembre de 2015
GRACIAS
Edición en Línea. ISSN 2357-5921 Volumen 3 - No 2-2015 Publicación Semestral
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